saidaiseeds2016-17

77/126

埼玉大学研究シーズ集2016-17■ 研究概要■ 産業界へのアピールポイント■ 実用化例・応用事例・活用例かくれた真犯人「欠陥準位」を光で追いつめる！【最近の研究テーマ】●深紫外～可視域LED・レーザーの高効率化●発光・受光素子の信頼性向上・応用システム●有機EL、積層型有機受光素子、有機薄膜太陽電池の開発●ゾル-ゲル蛍光ガラス、有機分子のガラス封止●白色LED用蛍光体の開発と高効率化  http://www.fms.saitama-u.ac.jp/lab/kamata_l/index.html鎌田 憲彦　教授大学院理工学研究科　物質科学部門　物質機能領域電極不要の欠陥準位評価手法、深紫外～白色LED、LED照明用蛍光体の効率・信頼性改善、中間バンド型太陽電池材料の高効率化キーワード青色LEDの開発を契機に、白色LEDが普及して省エネルギーに貢献しています。これら新たな光源に自然エネルギーを有効利用した太陽電池も含めて、現代社会に不可欠な発光・受光素子の効率をさらに改善するにはどうすればよいでしょうか？半導体中で電子と正孔の一部は結晶の乱れが作る「欠陥準位」で熱を発生し、素子の効率を下げてしまいます。この「欠陥準位」こそ真犯人！研究所で結晶成長を繰り返しましたが、どう工夫しても欠陥準位をなくすことはできません。それなら真犯人を捕まえる手法の確立が最重要だと確信しました。その成果が独自に開発した「２波長励起フォトルミネッセンス法」です。レーザー光を当てるだけ、電極を用いない非接触・非破壊測定でかくれた真犯人を見つけ出すことができます（図１）。材料、構造、結晶成長プロセスを最適化して欠陥準位の密度をできるだけ低下させることで、発光素子、受光素子の高効率化が可能となります（図２）。●効率低下要因を電極を用いず非接触・非破壊検出することが可能●光ビームを当てるだけで試料形状の制約がない（局所検出からウエハマッピングまで）●2つの光ビームを組み合わせて欠陥準位の位置・エネルギー分布を定量測定可能●各種半導体、蛍光体から有機薄膜まで実績が大●欠陥準位の評価から材料・構造・作製プロセス最適化の指針が得られる●ワイドギャップ半導体（DUV-LED用AlGaN, GaN, InGaN, SiC）●中間バンド型太陽電池材料（GaPN, InAs-QD, GaAs他）●白色LED用蛍光体（Ba3Si6O12N2:Eu2+他）、光機能性有機薄膜〈図１　２波長励起フォトルミネッセンス法〉〈図２　応用の広がり〉グリーン・ナノ材料70